М. И. Никитина

Функциональное и логическое программирование

Красноярск

2014

Глава 1. Классификация языков и стилей программирования 3

1.1.  Основные парадигмы программирования 3

Процедурное (императивное, директивное) программирование. 3

Объектно-ориентированное программирование. 5

Декларативное программирование 6

Логическое программирование. 9

Функциональное программирование. 11

1.2. Классификация языков программирования 12

Функциональные языки 13

Логические языки 15

Глава 2. Программирование на языКе лисп 16

2.1. История создания языка Лисп 16

2.2. Диалекты языка Лисп 17

MACLISP 17

MYLISP 18

INTERLISP 18

FRANZLISP 20

ZETALISP 20

COMMON LISP 21

Лисп-машины 23

2.3. Область применения языка Лисп 24

2.4. Особенности языка Лисп 25

Одинаковая форма данных и программ 25

Хранение данных, не зависящее от места 25

Автоматическое и динамическое управление памятью 26

Функциональная направленность 26

Динамическая проверка типов 26

Интерпретирующий и компилирующий режимы работы; 27

Пошаговое программирование 27

Единый системный и прикладной язык программирования 28

2.5. Основы языка Лисп 29

S-выражения 29

Понятие функции. 31

Базовые функции языка. 32

Другие простейшие встроенные функции Лиспа. 35

Имя и значение символа 37

Ввод и вывод. 40

Использование файлов. 43

Определение функций 44

Задание параметров в лямбда-списке. 46

Передача параметров и область их действия. 47

Вычисления в ЛИСПе. 49

Внутреннее представление списков 59

2.6. Функциональное программирование 66

Рекурсия. Различные виды рекурсии. 66

Функции более высокого порядка. 74

Применяющие функционалы. 75

Отображающие функционалы. 76

Макросы 78

2.7. Типы данных 80

Основные типы данных: 82

Глава 3. Программирование на языке пролог 89

3.1. Общие сведения о языке Пролог. 89

Язык Пролог как система, реализующая логический вывод в исчислении предикатов первого порядка. 89

Фразы Хорна как средство представления знаний. 91

3.2. Синтаксис языка Пролог. 92

Фразы, термы, факты, правила. 93

Простейшая программа на Прологе 95

Выполнение запроса в Прологе. 98

Неудача запроса и возврат назад. 101

3.3. Декларативная и процедурная семантика Пролога. 102

Рекурсивные процедуры. 103

3.4. Списки. 104

Операторы. 106

3.5. Средства управления ходом выполнения программы. 108

Предикат сократить (отсечение). 108

Результат запроса ?- a (N). 109

Отрицание как неудача запроса. 111

3.6. Встроенные предикаты. 112

3.7. Типы отношений. 113

Ограничения, обеспечивающие целостность отношений. 114

Свойства отношений. 114

3.8. Подходы к программированию на языке Пролог. 116

Глава 1. Классификация языков и стилей программирования

1. Основные парадигмы программирования

В настоящее время сложилось несколько парадигм, которые диктуют как подходы к разработке программ на современных языках программирования, так и методы изучения информатики. Это процедурная, объектно-ориентированная и декларативная, включающая функциональную и логическую парадигмы. Разработаны методы интерпретации языков всех парадигм друг в друга. Рядом авторов был сделан вывод о приоритете алгоритмической парадигмы, поскольку именно она, поддержана на аппаратном уровне, является основой наиболее распространенного типа компьютеров – машин Фон Неймана. Однако, благодаря совершенствованию информационно-вычислительных технологий, разработаны и реализованы различные типы машин, соответствующие любому из методов программирования.

Понятие алгоритма становится не единственным понятием, лежащим в основе программирования. Наряду с ним появляются такие понятия как «унификация», «управление» характерные для логической парадигмы, «объект», «действие над объектом» для объектно-ориентированной парадигмы и «функция», «декомпозиция функции» для функциональной парадигмы.